HRB500級(jí)高性能鋼筋鋼纖維混凝土梁受彎性能試驗(yàn)研究

通過(guò)12根配置hrb500級(jí)鋼筋的混凝土梁在集中荷載作用下的受彎試驗(yàn),分析了試驗(yàn)構(gòu)件的受彎性能,討論了gb50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于受彎承載力和裂縫寬度計(jì)算公式的適用性,同時(shí)對(duì)摻入聚丙烯纖維的構(gòu)件進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:配置hrb500級(jí)鋼筋的混凝土梁的受力性能與普通鋼筋混凝土梁相同,可以按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)公式計(jì)算受彎承載力及裂縫寬度。同時(shí)摻入聚丙烯纖維能夠提高受彎構(gòu)件的開(kāi)裂荷載,增加裂縫數(shù)量,減小裂縫間距及裂縫寬度。

為了進(jìn)一步研究高強(qiáng)鋼筋混凝土梁的剛度計(jì)算方法,進(jìn)行了15根hrb500級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁及2根hrb335級(jí)鋼筋混凝土對(duì)比梁的試驗(yàn),詳細(xì)分析了hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁的受彎性能。結(jié)果表明:hrb500級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁正截面符合平截面假定,實(shí)測(cè)撓度比現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算值略大,相對(duì)誤差在6%左右,根據(jù)該試驗(yàn)和收集的部分高強(qiáng)鋼筋混凝土梁的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,提出了修正后適合hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁的剛度公式,且采用該修正后的公式計(jì)算hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁的跨中撓度具有更高的精度。

在鋼筋混凝土扁梁中摻入鋼纖維,可有效提高扁梁的抗彎初裂強(qiáng)度及抗彎極限強(qiáng)度。本文通過(guò)6根鋼纖維混凝土扁梁的彎曲試驗(yàn),研究在彎曲荷載下的破壞形態(tài)及鋼纖維含量對(duì)受彎性能的影響,著重分析對(duì)比了不同試件受力過(guò)程、裂縫開(kāi)展情況、破壞情況和鋼纖維的拉結(jié)咬合作用,并進(jìn)行正截面承載力驗(yàn)算,將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)行纖維混凝土規(guī)程(cecs38:2004)對(duì)比,驗(yàn)證了cecs38:2004對(duì)鋼纖維混凝土扁梁的適用性。

為了研究hrb500鋼筋在混凝土梁中的受力性能,進(jìn)行了7根hrb500鋼筋混凝土梁的受彎性能試驗(yàn),建立了hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁受彎的數(shù)值模型.模型以梁截面上的縱向力、截面力矩、鋼筋微元力等平衡方程為基礎(chǔ),通過(guò)求解任意彎矩作用下任意截面上的平衡方程,確定整根梁的受力響應(yīng),得到撓度、曲率、應(yīng)變等隨荷載的變化情況,以及混凝土裂縫寬度的發(fā)展情況.模型考慮鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)滑移和裂縫的影響,以及裂縫之間受拉區(qū)混凝土的影響,計(jì)算結(jié)果與7根試驗(yàn)梁結(jié)果相比較,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性.利用建立的數(shù)值模型分析了hrb500級(jí)鋼筋混凝土梁內(nèi)鋼筋與混凝土的協(xié)同工作,研究了相鄰2條裂縫之間相對(duì)滑移、黏結(jié)力、混凝土和鋼筋應(yīng)變等的變化情況.對(duì)多因素進(jìn)行參數(shù)分析,分析表明:采用高強(qiáng)度的混凝土能夠較好地利用hrb500鋼筋的高強(qiáng)度;隨著梁截面高度的增加,裂縫寬度值成為限制梁承載力發(fā)揮的制約條件;增加保護(hù)層厚度不利于梁承載力的發(fā)揮,但影響很小可忽略.

本文闡述了12根鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土梁的基本試驗(yàn)條件;分析了縱筋配筋率、鋼纖維體積率、梁高和鋼筋強(qiáng)度等級(jí)等對(duì)鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土梁受彎極限承載力和初裂彎矩的影響;并給出了相應(yīng)的結(jié)論。

通過(guò)4個(gè)不同鋼纖維體積率的鋼筋混凝土連梁在低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn),測(cè)試了連梁在低周反復(fù)荷載作用下鋼筋應(yīng)變和側(cè)向位移,分析了鋼纖維對(duì)連梁中鋼筋應(yīng)變和側(cè)向位移的影響規(guī)律.研究結(jié)果表明:鋼纖維對(duì)連梁的縱向鋼筋應(yīng)變、箍筋應(yīng)變和側(cè)向位移影響明顯;隨著鋼纖維體積率的增大,鋼筋的極限應(yīng)變和連梁的極限位移都顯著增大.

首先建立了鋼筋鋼纖維混凝土梁曲率沿梁長(zhǎng)的分布曲線(xiàn)模型,然后結(jié)合結(jié)構(gòu)力學(xué)理論,推導(dǎo)了鋼筋混凝土梁和鋼纖維增強(qiáng)鋼筋混凝土梁變形的理論計(jì)算公式,并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果,提出了適合于鋼筋混凝土梁和鋼纖維增強(qiáng)鋼筋混凝土梁,并研究了鋼纖維對(duì)鋼筋混凝土梁等效塑性區(qū)長(zhǎng)度的影響.研究表明,鋼纖維增大了等效塑性區(qū)長(zhǎng)度,使構(gòu)件塑性區(qū)的塑性變形能力得到了改善,提出的等效塑性區(qū)長(zhǎng)度的統(tǒng)一計(jì)算公式可用于鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼纖維增強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件等效塑性區(qū)長(zhǎng)度的計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較吻合.

在3根hrb500級(jí)鋼筋混凝土受彎試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析hrb500級(jí)鋼筋和高強(qiáng)混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點(diǎn)和承載性能.結(jié)果表明,hrb500級(jí)鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應(yīng)變分布與普通高強(qiáng)混凝土梁基本一致.在開(kāi)裂后,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應(yīng)提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗(yàn)值與規(guī)范的計(jì)算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實(shí)測(cè)值較規(guī)范的計(jì)算結(jié)果小,梁的撓度實(shí)測(cè)值比規(guī)范的計(jì)算值大.

基金項(xiàng)目:廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào): 06301038;建設(shè)部科研開(kāi)發(fā)項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào):06－k1 －37、07－k4－5、07－k4－13、10－k3－27、10－k4－18 收稿日期:2011—04—02 作者簡(jiǎn)介:高樂(lè)(1986—)，男，江西南昌人，碩士研究生。 高性能鋼纖維混凝土的制備與力學(xué)性能研究 高樂(lè) (廣州大學(xué)土木工程學(xué)院，廣東廣州510006) 摘要:采用普通硅酸鹽水泥、超細(xì)粉煤灰、硅灰、高 效減水劑、鋼纖維和石英砂等原材料，使用常規(guī)的 制備工藝，配制出鋼纖維體積率(vf)為0～5%的 高性能鋼纖維混凝土(hpsfrc)，并且測(cè)試出其 抗壓強(qiáng)度。采用桿徑為40mm的霍普金森壓桿 裝置對(duì)hpsfrc試塊進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，測(cè)出其在沖 擊荷載作用下的動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度。最后根

針對(duì)超高性能鋼纖維混凝土（uhpsfrc）隧道襯砌的抗爆性能,運(yùn)用有限元軟件ls-dyna建立了超高性能鋼纖維混凝土隧道襯砌在內(nèi)爆荷載作用下的三維有限元模型,比較了uhpsfrc隧道襯砌與普通混凝土隧道襯砌抗爆性能的異同,研究了爆源位置、隧道埋深、鋼纖維摻量等參數(shù)對(duì)uhpsfrc隧道襯砌抗爆性能的影響。結(jié)果表明：與普通混凝土隧道襯砌相比,uhpsfrc隧道襯砌抗爆性能更為優(yōu)異;偏心爆炸情況下隧道襯砌主要表現(xiàn)為局部破壞,并且局部破壞程度要明顯大于中心爆炸情況;與深埋工況相比,淺埋隧道襯砌在爆炸荷載作用下的損傷破壞更為嚴(yán)重;在一定范圍內(nèi)鋼纖維摻量越大,隧道襯砌抗爆性能越好。

hrb500級(jí)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁受彎試驗(yàn) 第六圖書(shū)館 在3根hrb500級(jí)鋼筋混凝土受彎試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析hrb500級(jí)鋼筋和高強(qiáng)混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點(diǎn)和承 載性能.結(jié)果表明,hrb500級(jí)鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應(yīng)變分布與普通高強(qiáng)混凝土梁基本一致.在開(kāi)裂后 ,混凝土的剛度明顯降低,隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)或者配筋率的提高,構(gòu)件的承載力也相應(yīng)提高.受彎構(gòu)件的承載力試驗(yàn)值與規(guī)范 的計(jì)算值吻合,梁的裂縫寬度和裂縫間距實(shí)測(cè)值較規(guī)范的計(jì)算結(jié)果小,梁的撓度實(shí)測(cè)值比規(guī)范的計(jì)算值大.在3根hrb500級(jí) 鋼筋混凝土受彎試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析hrb500級(jí)鋼筋和高強(qiáng)混凝土匹配下的梁的破壞形態(tài)、變形特點(diǎn)和承載性能.結(jié)果表明 ,hrb500級(jí)鋼筋混凝土的破壞特征、撓曲模式及截面應(yīng)變分布與普通高強(qiáng)混凝土梁基本一致.在開(kāi)裂后,混凝土

對(duì)8根hrb500高強(qiáng)鋼筋混凝土梁以及2根普通鋼筋混凝土梁受彎性能進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn),分析了試驗(yàn)梁的裂縫分布、短期最大裂縫寬度以及撓度的變化情況.結(jié)果表明:2種鋼筋混凝土梁的受彎性能和撓曲模式基本相同;正常使用極限狀態(tài)下的平均裂縫間距、跨中撓度實(shí)測(cè)值與按gb50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中平均裂縫寬度與短期剛度公式得到的計(jì)算值相符得較好,而短期最大裂縫寬度計(jì)算值則普遍大于實(shí)測(cè)值.根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果比較分析,建議從降低最大裂縫寬度保證率和調(diào)整計(jì)算鋼筋應(yīng)力2個(gè)方面,對(duì)配置該類(lèi)鋼筋的受彎構(gòu)件裂縫寬度計(jì)算方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?

為了探討不同摻量的鋼纖維對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響,文章試驗(yàn)研究了在相同條件下,當(dāng)纖維摻量不同時(shí),對(duì)混凝土的力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)表明鋼纖維明顯提高了混凝土的抗折強(qiáng)度,且抗折強(qiáng)度隨鋼纖維體積摻量增加而增長(zhǎng)。但不是纖維摻量越大越好,要根據(jù)工程實(shí)際,通過(guò)試驗(yàn)確定最佳纖維摻量。

根據(jù)12個(gè)小梁彎曲韌性的試驗(yàn)、12個(gè)切口梁韌性試驗(yàn),研究了鋼纖維對(duì)基體的初裂彎曲抗拉強(qiáng)度、殘余彎拉強(qiáng)度、彎曲韌度指數(shù)的影響。分析了鋼纖維對(duì)基體變形性能的影響及增韌效果。同時(shí)探求由殘余彎拉強(qiáng)度和鋼纖維的特征參數(shù)這兩個(gè)方面求得鋼纖維混凝土正常使用極限狀態(tài)、承載能力極限狀態(tài)下的抗拉強(qiáng)度值。結(jié)果表明:鋼纖維混凝土是理想的地下結(jié)構(gòu)建筑材料,能夠適應(yīng)所需要的強(qiáng)度和變形的要求。

鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法cecs13∶89 長(zhǎng)江委信息研究中心館藏1 中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法 cecs13∶89 主編單位:哈爾濱建筑工程學(xué)院 大連理工大學(xué) 批準(zhǔn)單位:中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì) 批準(zhǔn)日期:1989年12月26日 1991北京 前言 鋼纖維混凝土是我國(guó)近幾年發(fā)展起來(lái)的新材料。它具有耐磨、抗拉 和抗剪性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),因此,可以廣泛用于道路工程(包括機(jī)場(chǎng)跑道)、水工 和港口工程、鐵路工程以及工業(yè)與民用建筑中的剛性屋面、抗震節(jié)點(diǎn)和 廠房地面。為了統(tǒng)一鋼纖維混凝土的試驗(yàn)方法,以滿(mǎn)足《鋼纖維混凝土結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》的技術(shù)要求,本標(biāo)準(zhǔn)起草小組以科學(xué)試驗(yàn)為基礎(chǔ),結(jié)合 這種材料的工程實(shí)踐,并反復(fù)征求有關(guān)單位和專(zhuān)家的意見(jiàn),制訂了本標(biāo)準(zhǔn), 最后經(jīng)全國(guó)鋼筋混凝土標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)審查定稿。 現(xiàn)批準(zhǔn)《鋼纖維混凝土試驗(yàn)方法》cecs1

采用shpb實(shí)驗(yàn)裝置,通過(guò)試驗(yàn)得到了壓桿中入射波與透射波隨時(shí)間變化曲線(xiàn),通過(guò)shpb實(shí)驗(yàn)中的基本關(guān)系式求得變應(yīng)變率條件下被測(cè)混凝土材料的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系曲線(xiàn)。并通過(guò)動(dòng)態(tài)放大因子(dif)的計(jì)算,確定了c40混凝土的應(yīng)變率敏感閾值,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)變率與應(yīng)力峰值的關(guān)系曲線(xiàn)以及dif研究,確定了鋼纖維對(duì)混凝土dif的定量影響,從而確定了鋼纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)效應(yīng)。

鋼纖維混凝土具有良好的抗沖擊、抗彎、抗拉以及抗疲勞性能,因此鋼纖維混凝土在構(gòu)件中的工作性能逐漸受到人們的重視。通過(guò)對(duì)纖維含量不同的鋼纖維混凝土梁進(jìn)行彎曲靜載與疲勞試驗(yàn),分析鋼纖維含量對(duì)其彎曲疲勞性能的影響,并通過(guò)試驗(yàn)對(duì)鋼纖維混凝土抗裂性能進(jìn)行一系列研究。

通過(guò)對(duì)6根不同替代率、不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)且配置500mpa級(jí)鋼筋的再生混凝土適筋梁進(jìn)行受彎性能試驗(yàn)研究。重點(diǎn)分析了不同再生骨料替代率和混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)再生混凝土梁平截面假定適用性、承載能力、抗裂性能等方面的影響,探討再生混凝土梁與普通混凝土在破壞形態(tài)等方面的異同。研究表明,除再生混凝土梁開(kāi)裂荷載理論計(jì)算值比實(shí)測(cè)值大,不利于工程應(yīng)用外,500mpa級(jí)鋼筋再生混凝土梁極限承載力沒(méi)有降低,能夠滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范的要求,建議對(duì)再生混凝土梁開(kāi)裂荷載理論計(jì)算值除以1.3進(jìn)行調(diào)整。

通過(guò)試驗(yàn)研究了無(wú)拉線(xiàn)離心成型鋼筋鋼纖維混凝土電桿的力學(xué)性能,包括抗裂度、裂縫寬度及其分布形態(tài)、桿頂變形和極限承載力等。試驗(yàn)證明:摻入適量鋼纖維后,電桿的抗裂度得到明顯提高,裂縫寬度明顯減小,裂縫間距減小,主裂縫間的裂縫呈短細(xì)非貫通性分布形態(tài),電桿的極限承載力有所增大。結(jié)合離心成型工藝特點(diǎn)和鋼纖維分布規(guī)律分析了其中的原因,為工程應(yīng)用提供了科研依據(jù)。

鋼纖維混凝土的性能及其應(yīng)用 關(guān)鍵詞：混凝土鋼纖維應(yīng)用科學(xué)技術(shù)復(fù)合材料中國(guó)論文職稱(chēng)論文 【摘要】鋼纖維混凝土作為新興的建筑復(fù)合材料，是科學(xué)技術(shù)和建筑業(yè)發(fā)展的必 然產(chǎn)物。本文對(duì)鋼纖維混凝土的增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行了闡述，對(duì)鋼纖維混凝土的應(yīng)用作 了簡(jiǎn)單的介紹。 一、引言 1824年出現(xiàn)波特蘭水泥之后，人類(lèi)便開(kāi)始了應(yīng)用混凝土建造建筑物的歷史。 隨后于1850年和1928年分別出現(xiàn)了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，混凝土才 得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)20年代，隨著結(jié)構(gòu)計(jì)算理論及施工技術(shù)水平的相對(duì) 成熟，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)始被大規(guī)模采用，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來(lái)越廣闊。目前它已 是世界上用量最大、使用最廣泛的建筑材料。 混凝土是一種優(yōu)良的建筑材料，但是由于其抗彎、抗拉、抗沖擊韌性差，嚴(yán) 重的影響其被廣泛使用。于是便考慮是否可以在混凝土中加入抗拉強(qiáng)度高、韌性 好、短而細(xì)的纖維來(lái)改善混

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鋼纖維混凝土的性能及應(yīng)用——本文針對(duì)鋼纖維混凝土的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)研究越來(lái)越深入，目前在混凝土修補(bǔ)維修橋面鋪裝等方面進(jìn)行了詳細(xì)地闡述。